Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

КОММУТАЦИОННЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

КОММУТАЦИОННЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ АППАРАТЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Высоковольтными выключателями – называют коммутационные аппараты, производящие оперативное включение или отключение отдельных линий и электрического оборудования при нормальном или аварийном режиме, управляемых вручную, дистанционно или автоматически. Рассмотрим конструктивные особенности данных устройств, выпускаемые разновидности, порядок проверки и технического обслуживания.


Элегазовый колонковый выключатель 110 кВ(слева) и Вакуумный выключатель 10 кВ(справа)

Требования к эксплуатации

При эксплуатации данного оборудования должны соблюдаться следующие требования:

  • правильный выбор элемента с учётом технических характеристик;
  • надлежащее техническое обслуживание, согласно требованиям, предусмотренным заводом-изготовителем;
  • соблюдение условий эксплуатации, допустимых для конкретного устройства;
  • наличие обученного и аттестованного персонала, допускаемого к обслуживанию оборудования.

Установленные устройства должны надлежащим образом проходить регулярные проверки, испытания и другие необходимые виды работ.

Выбор выключателя

Испытания и проверки, какими приборами ведётся контроль

Эксплуатация высоковольтных выключателей предусматривает проведение следующих проверок:

  • визуального осмотра на предмет наличия внешних дефектов;
  • замеров сопротивления изолирующего покрытия;
  • проверок сопротивления обмоток и контактов, при сравнении полученного значения с нормируемыми показателями;
  • времени срабатывания;
  • температуры контактов и другие.

Инструментальные измерения выполняются мегомметром, термометром и секундомером. Также для проверки устройств могут использоваться специальные стенды, предназначенные для выполнения данных видов работ.

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

  • Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
  • Вакуумные выключатели;
  • Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
  • Воздушные выключатели;
  • Автогазовые выключатели;
  • Электромагнитные выключатели;
  • Автопневматические выключатели.

По назначению

  • Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания.
  • Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000А) и тока отключения.
  • Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
  • Выключатели нагрузки — выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
  • Реклоузеры подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП.
  • Выключатели специального назначения.

По виду установки

  • Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
  • Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
  • Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распределительных устройств.
  • Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. «видимого разрыва» при работах на линиях).
  • Встраиваемые в комплектные распределительные устройства (КРУ).

По категориям размещения и климатическому исполнению

  • пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
  • десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Техническое обслуживание выключателей

Выключатели должны регулярно осматриваться для определения наличия повреждений, которые можно выявить по внешнему виду устройства. При остановках оборудования в рамках технического обслуживания должна проводиться его очистка, настройка, удаление нагара с контактов, другие необходимые операции, предусмотренные технической документацией изготовителя.

Каждые 4 года устройства подвергаются регламентированному текущему, а 8 лет – капитальному ремонту. Необходимость проведения текущего ремонта может быть обусловлена:

  • нарушением целостности элементов;
  • шумом и треском в ходе срабатывания выключателя;
  • перегревом контактов;
  • повышенным расходом масла.

Работы обычно выполняются по месту эксплуатации устройств, к их выполнению привлекается обученный персонал в составе специализированной организации.

Высоковольтные выключатели – важные устройства, от исправности которых зависит правильность выполнения коммутационных операций.

Более подробно можете прочитать в учебнике(начиная со страницы 237, а про выбор выключателя со страницы 268):Открыть и читать книгу

Высоковольтная коммутационная аппаратура

Высоковольтная коммутационная аппаратура состоит из разъединителей и высоковольтных выключателей. Разъединители — электрические коммутационные аппараты, предназначенные для включения и отключения отдельных элементов оборудования или целых участков электрической сети высокого напряжения при отсутствии тока нагрузки. Характерной особенностью разъединителей является наличие видимого разрыва между контактами, чем обеспечивается безопасность работы обслуживающего персонала. У разъединителя отсутствует дугогасительное устройство, и дуга, возникающая на контактах, гасится в результате ее растяжения ножом подвижного контакта. На рис.1.7 показаны зависимости максимального

Читайте так же:
Принцип действия электромагнитного расцепителя автоматического выключателя


вылета дуги на контактах разъединителя в функции тока при разных номинальных напряжениях. Даже при относительно небольших отключаемых токах вылет дуги таков, что может привести к перебросу дуги на соседние фазы и заземленные части и к возникновению междуфазного к.з. или

Рис. 1.7

замыкания на землю. Поэтому разъединители применяются для коммутации ранее обесточенных с помощью выключателей участков цепи, для переключения в нормальных условиях присоединения распределительного устройства с одной ветви на другую без прерывания тока и для коммутации очень малых токов ненагруженных силовых трансформаторов.
Коммутация нагруженных силовых цепей осуществляется высоковольтными выключателями нагрузки. Исполнение этих аппаратов различно. Они могут быть, в зависимости от конструктивных особенностей и способов гашения дуги, автогазовыми с гашением дуги газами, выделяемыми газогенерирующими материалами дугогасительной камеры; масляными с гашением дуги в масле; вакуумными; элегазовыми с гашением дуги в среде элегаза (SF6).

Основным элементом любого высоковольтного выключателя нагрузки является дугогасительное устройство (ДУ). Это устройство, обеспечивающие быстрое гашение дуги в коммутационном аппарате. Время горения дуги зависит от коммутационного тока, интенсивности горения дуги и электрической прочности газа, в котором существует дуга.

Характеристики ДУ сильно зависят от среды гашения дуги: масло, газ, вакуум. Среди газов наибольшей дугогасительной способностью обладает элегаз (SF6 ), меньшей — водород; еще меньшей – воздух.

В высоковольтных выключателях разрыв цепи производится в среде масла или газа. Рассмотрим гашение дуги в масляном выключателе с продольным дутьем (рис.1.8). Стрелками показано движение газа и масла вдоль дуги и дальше через зазоры между подвижными контактами и перегородками. Камера действует следующим образом. Когда подвижный контакт 1 отходит от неподвижного 2, между ними возникает дуга 3, вокруг которой образуется газовый пузырь (главным образом водорода — продукт распада масла), в результате чего давление в верхней части камеры сильно повышается. Это давление заставляет масло перемещаться через зазоры между подвижными контактами и перегородками.

Когда подвижный контакт минует одну-две перегородки, начинается газовое дутье вдоль дуги и ее интенсивное охлаждение. В процессе разрыва дуги будут существовать два газовых потока: поток горячей плазмы (собственно дуга) и поток газов – продуктов распада масла. Скорости этих потоков различны: скорость газов достигает нескольких сот метров в секунду, в то время как скорость плазмы достигает нескольких тысяч метров в секунду. За счет разности скоростей на границах этих потоков будут образовываться завихрения и горячая плазма будет интенсивно охлаждаться газом. Камера выполняется из прочного материала, так как давление в ней может достигать 3*105– 5*105 н/м2(30 — 50 атм.) и более.

В ТП устанавливаются маломасляные выключатели типов ВМГ-10, ВМП-10, ВК-10, рассчитанные на рабочее напряжение 10 кВ и номинальные токи от 630 до 1600А. Помимо этих параметров, выключатель также характеризуется отключающей способностью для токов кротких замыканий, которая составляет 20, 31,5 кА и временем их отключения (не более 0.12с). Время отключения номинальных токов — 0,02 с.

К недостаткам масляных выключателей следует отнести большие габариты и ограниченный ресурс отключения коротких замыканий, так как каждое отключение сопровождается загрязнением масла продуктами дуги.

В автогазовом выключателе камера выполняется из газогенерирующего материала (например, оргстекла или фибры). Под действием высокой температуры дуги стенки камеры выделяют большое количество газов, при выбрасывании которых из дугогасительной камеры дуга разрывается и гасится в течении долей секунды. Такие выключатели используются на напряжение до 6 кВ.

В настоящее время наиболее совершенными являются выключатели нагрузки вакуумного типа. На рис.1.9 показаны зависимости разрядного напряжения от расстояния между контактами для различных сред. Из этого рисунка следует, что вакуум обладает максимальной электрической прочностью, что позволяет создавать коммутационные аппараты с минимальными габаритами. Помимо этого вакуумные выключатели

Рис. 1.10

Рис. 1.9


обладают высоким быстродействием, не требуют пополнения и замены дугогасящей среды, значительно дешевле в эксплуатации и обладают большим сроком службы (до 25 лет). Конструкция вакуумного выключателя представлена на рис.1.10. В цилиндрическом сосуде 1 из изоляционного материала расположен неподвижный контакт 2, укрепленный в металлическом фланце 3, герметически соединенным с цилиндром 1. Там же находится подвижный контакт 4, соединенный с фланцем 5 с помощью сильфона 6. Сильфон представляет собой цилиндрическую гармонику, выполненную из нержавеющей стали. Она имеет достаточную механическую прочность и позволяет подвижному контакту, связанному с ним, иметь перемещение до 20 мм. Из ДУ выкачен воздух. В современных выключателях давление внутри ДУ равно 1,33(10-4 10-6) Па (10-4 10-6 мм рт. ст.). Нажатие подвижного контакта на неподвижный создается за счет атмосферного давления.
При расхождении контактов возникает дуга, которая горит в среде паров металла электродов. При прохождении тока через ноль дуга гаснет. Малая плотность газа в ДУ обуславливает исключительно высокую скорость диффузии зарядов из-за большой разницы плотностей частиц в погасшей дуге и окружающем пространстве — вакууме. После прохождения тока через ноль за время 10 мкс между контактами восстанавливается электрическая прочность вакуума.

Читайте так же:
Схема установки выключателя дрели

Для защиты стенок изоляционного корпуса 1 от паров металла электродов служат экраны 7 и 8. При отсутствии экранов пары металла электродов осаждаются на поверхности цилиндра 1, что впоследствии приводит к перекрытию изоляции между контактами 2 и 4. Недостатком вакуумных выключателей является их повышенная стоимость.

Для включения высоковольтного выключателя, удержания его во включенном положении и отключении используется обычно отдельный или встроенный механизм, называемый приводом к выключателю. Приводы бывают ручные и двигательные. Двигательные приводы подразделяются на приводы прямого действия — электрические (электромагнитные и электродвигательные) и приводы косвенного действия — маховые (инерционные), пружинные, пневматические, совершающие включение за счет энергии, запасаемой в приводе до совершения операции коммутации.

Для контроля применяют следующие виды сигнализации аппаратов и устройств: визуальную положения разъединителя или выключателя нагрузки, действия релейной защиты (блинкер), световую положения масляных выключателей, звуковую отключения масляного выключателя (сирена), звуковую отключения нормального режима работы электроустановки и неисправности оперативных цепей (звонок).

Выключатели 6-10 кВ

За многие годы развития МКС в сети устанавливались различные типы масляных выключателей. К настоящему времени основным типом в МКС являются горшковые маломасляные выключатели типа ВМГ различных модификаций: ВМГ-133; ВМГ-10; ВМП-10 и др.

В последние годы в сети стали устанавливаться вакуумные и элегазовые выключатели.

Масляный выключатель ВМГ-133 (в отключенном положении).

Рис. 1-5. Масляный выключатель ВМГ-133.

1 и 2 — пружинный и масляный буферы, 3 — пружина, 4 — рама, 5 — цилиндры выключателя, 6 — опорные изоляторы, 7 и 8 — контактные угольник и подвижной стержень, 9 — колодка гибкой связи, 10 — шина, 11 — гибкая связь, 12 — фарфоровая тяга, 13 — двухплечий рычаг, 14 — рычаг для крепления тяги привода, 15 — вал выключателя.

Выключатель ВМГ-10 (в отключенном положении).

Рис. 1-6. Масляный выключатель ВМГ-10.

1 — серьга, 2 — изоляционный рычаг, 3 — рама, 4 и 7 — упорный и заземляющий болты, 5 — контактный стержень, 6 — опорный изолятор, 8 — полюс, 9 -съемная крышка цилиндра, 10 — колодка гибкой связи, 11 — рычаг с роликами, 12 и 16 — приводные рычаги, 13 — вал выключателя, 14 — перегородки, 15 — масляный буфер.

Выключатель ВМП-10 (в отключенном положении).

Рис. 1-7. Масляный выключатель ВМП-10.

1 — полюс, 2 — опорный изолятор, 3 — стальная рама, 4 — изоляционная тяга, 5 — вал, 6 — масляный буфер, 7 — болт заземления.

Приводы масляных выключателей.

Привод ПРБА — ручной.

Рис. 1-8. Привод ПРБА (ручной).

1 — рычаг блок-контактов, 2 — рычаг управления, 3 — блокировочные контакты КСА, 4 — крышка, 5 и 6 — реле максимального тока, 7 — релейная коробка, 8 — корпус, 9 — тяга, 10 — указатель положения механизма привода.

Пружинные приводы.

Рис. 1-9. Пружинные приводы ППМ-10 (а) и ПП-67 (б).

а — типа ППМ-10, б — типа ПП-67 (без защитного диска)

1 — корпус, 2 — электродвигатель, 3 — редуктор, 4 — включающие пружины, 5 — регулировочный болт, 6 — груз.

5-1. Назначение и виды приводов

Управление выключателями, т. е. их включение и отключение, производится специальными механизмами, которые получили общее название приводы.

Приводы выключателей выполняют следующие операции: Включают выключатель. Эта операция производится при помощи включающего механизма с ручным, электрическим или пневматическим управлением.

Удерживают выключатель во включенном положении, что осуществляется с помощью защелки, запирающего механизма или системы воздушных клапанов.

Отключают выключатель. Эта наиболее ответственная операция производится при помощи отключающего электромагнита, освобождающего защелку или запирающий механизм или открывающего клапан отключения. Отключение выключателя производится под действием отключающих пружин и собственного веса подвижных частей выключателя или давлением сжатого воздуха.

Читайте так же:
Уличный бокс для автоматических выключателей

Включение и отключение выключателей требует затраты определенного количества энергии, так как при этом производится работа.

Источниками энергии для работы приводов могут быть: мускульная сила человека, предварительно сжатые или растянутые пружины, вес падающего груза, электричество, предварительно сжатый воздух. В соответствии с родом источника энергии приводы подразделяются на ручные, грузовые, пружинные, электрические и пневматические [Л. 11, 15, 16, 22, 51, 52].

Управление ручными приводами должно располагаться в непосредственной близости от самого привода, так как большое трение в деталях механической передачи (рычажной, цепной и т. д.) не позволяет относить привод па большие расстояния. Поэтому ручные приводы называются приводами непосредственного управления.

Управление электрическими и пневматическими приводами, как правило, удалено от самих приводов, расположенных в распределительных устройствах, и сосредоточено на щите управления. Приводы, управляемые на расстоянии, называются дистанционными. Электрические дистанционные приводы в свою очередь подразделяются на электромагнитные, которые производят включение выключателя с помощью включающего электромагнита, иэлектро-двигательные, которые производят включение выключателя с помощью электродвигателя.

Самой ответственной операцией привода является отключение выключателя. При этом привод должен обеспечить отключение выключателя не только вручную или дистанционно, но и автоматически при срабатывании релейной защиты. Поэтому приводы по способу отключения делятся на автоматические и неавтоматические.

Все автоматические приводы имеют отключающий электромагнит (отключающую катушку), воспринимающий сигнал от релейной защиты, или встроенные реле прямого действия, которые при срабатывании непосредственно воздействуют на защелку, удерживающую выключатель во включенном положении.

Автоматические приводы как ручные, так и дистанционные должны иметь свободное расцепление, с помощью которого производится отделение механизма выключателя от механизма привода не только при включенном выключателе, но и в процессе его включении. Этим обеспечивается отключение выключателя независимо от того, продолжает действовать на привод включающая команда или нет.

6 Июнь, 2009 17316 Печать

Устройство вакуумного выключателя и принцип работы.

Устройство вакуумного выключателя и принцип работы.

Название вакуумного выключателя обусловлено его конструкцией. Внутри находится камера с вакуумом, благодаря которой электрическая дуга практически мгновенно гасится, не допуская порчи оборудования и повышения значений тока. Устройство предназначено для работы в высоковольтных сетях, где стоит дорогостоящее оборудование.

Этот высоковольтный коммутатор производит аварийное отключение на линиях. Но включать в работу снова нужно вручную. В этой статье мы подробнее разберем как он работает, а также устройство.

Принцип работы высоковольтного выключателя.

В основе специфики работы стоит разряженный газ, диэлектрическая прочность которого обеспечивает надежность (от 10 -6 до 10 -8 Н/см 2 ). Это используется в выключателях, дополненных вакуумными камерами на каждую фазу, через которые проходят линии электропередач.

Принцип работы высоковольтного выключателя.

Когда по проводникам течет ток и осуществляется размыкание, создается электрическая дуга. Её тление поддерживается ионизирующими парами, образующимися от высокой температуры. В это время оборудование подвергается сверх нагрузкам. Не страшно если сгорит магнитный пускатель, но на высоковольтных приборах подобная защита обязательна.

Электродуга существует пока сопротивление не станет слишком большим. В большинстве случаев это занимает до 0,4 секунды. Чем выше номинальный ток, тем больше это может занять времени.

Устройство вакуумного выключателя.

Хотя и принцип работы во всех моделях одинаковый, но конструкция может отличаться, в зависимости от производителя. Посмотрим устройство трехполюсника. Он оснащен пружинным механизмом и располагается внутри распределительных устройств.

Устройство вакуумного выключателя. Эксплуатация и конструкция.

Изнутри аппарат похож на обычный контактор с неподвижным и подвижным контактом. Он приводится в действие пружинно-моторным механизмом. А на панели корпуса расположена индикация и управляющие рычажки или кнопки для взведения пружины. Вокруг места соединения контактов, как своего рода оболочка, находится экран.

Три полюса изготовлены в форме колонны. Каждый из них оснащен той самой камерой, которая и дала название этому выключателю. Для увеличения электрической прочности иногда на изоляторе делают ребристую поверхность. Но это чаще встречается на старых моделях.

Устройство камеры вакуумного выключателя.

Неподвижный контакт посредством конической посадки соединен с верхним вводом контактов. Подвижный контакт связан с механизмом размыкания цепи через тяговый изолятор, а от него соединение идет к контактным выводам.

Выключателям вакуумного типа обычно присущи два типа исполнения конструкции: стационарный, исполнение под тележку РУ. Эксплуатация прибора имеет некоторые ограничения. Условия следующие:

  • Если будут слишком частые расключения, то лучше выбрать другой прибор.
  • Не ставятся в типы передвижных установок.
  • Пожаро-, взрывоопасные помещения.
  • В электрощитовые морских и речных судов также не использовать.
Читайте так же:
Патрон е27 с натяжным выключателем

Интересной особенностью многих моделей является то, что если одна из таких камер выходит из строя, то можно докупить точно такую же и произвести замену её одной, а не всего выключателя. Собственно поэтому их вид может изначально показаться странным, но на самом деле всё продумано.

Вакуумный выключатель: устройство, принцип действия, виды

Здравствуйте! Вакуумный выключатель — это коммутационный аппарат, применяемый для коммутации переменного электрического тока частотой 50 Гц номинального значения в силовых цепях высокого напряжения, а также для защиты оборудования от коротких замыканий.

Доля применения этого вида выключателей в высоковольтных сетях составляет около 60% всех коммутационных аппаратов напряжением до 35 кВ. Использование в линиях 110 кВ, пока только начинает набирать обороты. Работающее оборудование еще не исчерпало свой ресурс и заменяется постепенно. Чем же обоснован спрос на этот вид коммутационных аппаратов? Давайте разберемся: узнаем, принцип работы, конструктивные особенности «вакуумника», коснемся преимуществ, недостатков и характеристик.

Вакуумные аппараты имеют следующую классификацию:

• Применяемые в сетях напряжением до 35 кВ.

• Выкатного и стационарного исполнения.

• Однополюсные и трехполюсные.

Назначение

«Вакуумники» используются в ячейках КРУ (комплектных распределительных устройствах) и для коммутации асинхронных двигателей. Наиболее целесообразно использование в сетях 6, 10, 35 кВ. Аппараты подходят для открытых распределительных устройств напряжением 110 кВ, комплектных трансформаторных подстанций, модернизации уже существующих линий, как альтернатива устаревшим воздушным и масляным устройствам.

Вакуумный выключатель выполняет те же функции, что и его аналоги. Аппарат обеспечивает:

1. Гарантированную коммутацию оборудования персоналом в ручном и автоматическом режиме.

2. Отключение при возникновении аварийной ситуации за короткий срок.

3. Надежное прохождение электрических нагрузок.

Отличие только в способе гашения дуги, возникающей при разрыве силовых контактов в момент срабатывания. У «воздушника» разряд буквально сдувается мощнейшим потоком воздуха, в масляных – создается диэлектрическая среда. А здесь в ход идет вакуум.

Особенности конструкции

Каждая модификация низковольтного и высоковольтного вакуумного выключателя различается по своей компоновочной схеме. Это связано с работой при разном номинале значения тока и напряжения. Производители тоже не остаются в стороне. Каждый реализует свои инновационные идеи в железе, что сказывается на комплектности аппарата дополнительными элементами и компоновке. Мы же не будем разбираться в фирменных «фишках», а посмотрим на конструкцию аппарата в целом и разберемся, как он устроен и работает.

Выключатель состоит из общего корпуса с приводом коммутации, на котором закреплены 3 полюса силовых цепей. Внутри каждого установлена герметичная вакуумная камера, состоящая из контактной группы и специальных экранов, защищающих внутренние изолирующие поверхности от металлического налета, вследствие эрозии контактов.

Контактная система включает 2 элемента: неподвижный контакт, жестко закрепленный к нижнему фланцу, и подвижный, соединенный с верхним фланцем так, что герметичность вакуумной дугогасительной камеры не нарушается.

Принцип действия выключателя сводится к размыканию подвижных контактов трех полюсов одновременно посредством приводного пружинного механизма вручную или автоматически. Управление происходит по стандартным релейным схемам либо посредством электронных блоков коммутации. Эти элементы могут устанавливаться непосредственно на корпусе выключателя или сделаны в выносном исполнении в виде специальной панели (пульта) или шкафа.

Способ гашения дуги

Работа выключателя основана на определенных физических процессах, независимо от номинала напряжения аппарата. Рассмотрим подробную схему функционирования.

Оба контакта работают в вакуумной среде, достигаемой за счет удаления газов из дугогасительной камеры. Благодаря этому достигается высокая диэлектрическая прочность. Во время отключения аппарата приводом, между контактами образуется вакуумный зазор. При размыкании поверхностей появляется металлический пар, через который продолжает протекать электрический ток нагрузки. Под действием высокого напряжения, ионы металла движутся в одном направлении, и нагреваются до состояния плазмы.

Выключатель работает на переменном токе, который меняет свое направление по синусоидальному закону. При его нулевом значении происходит угасание дуги, а ионы металла больше не выделяются и оседают на поверхностях контакта или электростатических экранах дугогасительной камеры. Одновременно, в промежутке между контактами образуется вакуум, который препятствует дальнейшему протеканию тока нагрузки и в следующий полупериод синусоиды дуговой разряд не может возникнуть.

Благодаря такому принципу работы, обеспечивается хорошее быстродействие, а разрушение контактов при разряде минимальное.

Преимущества

Все свои положительные качества вакуумные выключатели проявляют в электроустановках, где совершается большое количество коммутаций. Поэтому аппараты работают особо эффективно в системах управления трансформаторов и электродвигателей.

Выделим следующие преимущества:

• Высокая надежность по сравнению с масляными или воздушными выключателями. Что это значит? Количество отказов вакуумных выключателей существенно ниже, чем у вышеупомянутых коммутационных устройств. Это с уверенностью можно назвать главным преимуществом.

• Длительный срок эксплуатации. Выключатель способен прослужить 25 лет, после чего его заменяют новым.

• Быстродействие. Причина этому — более серьезный показатель вакуума на пробой электрическим током, чем масло или воздушная среда. Поэтому ход контактов дугогасительной камеры у выключателя составляет всего 6—10 мм, против 100 мм у масляных моделей. Скорость срабатывания около 2 мс, то есть, очень быстро. Вдобавок вакуумная конструкция обладает длительным механическим ресурсом.

• Низкие эксплуатационные расходы. Это обусловлено дугогосящей средой. В тех же воздушных или масляных выключателях есть необходимость в пополнении оной. Вакууму ничего подобного не нужно. Полюса изготавливаются в герметичном и неразборном исполнении.

• Относительная простота конструкции. Нет дополнительных элементов в виде масляных баков или компрессорных установок, за которыми требуется постоянно следить и обслуживать.

• Выключатель справляется со своими функциями одинаково эффективно независимо от ориентации в пространстве.

• Высокая коммутационная стойкость. Выключатель без ревизии и ремонта способен выдержать до 20 тыс. отключений с рабочей величиной токов и до 200 отключений при токе КЗ (ресурс зависит от конкретной модификации аппарата и величины тока КЗ). Ни один вид выключателей не способен обеспечить такой рабочий срок без профилактических мероприятий.

• Удобство ремонта и обслуживания. Вся конструкция построена по блочному принципу. Один заменяется на другой без необходимости разбора и восстановления.

• Малые габариты. При одних и тех же рабочих значениях токов и напряжений, размеры и масса вакуумного выключателя будут существенно меньше, чем аналогов.

• Безопасность. Отсутствие утечек масла или газа определяют высокую степень пожарной и экологической безопасности коммутационного аппарата. Срабатывает вакуумный выключатель тише, нежели воздушник. Последний «бьет» очень громко, как выстрел ружья, который слышно за 500 м.

Недостатки

Если с достоинствами конструкции все предельно понятно, то с минусами немного сложнее. Они несущественны. Но определенного внимания заслуживают.

• Более высокая стоимость по сравнению с аналогами. Да, вакуумный аппарат дороже, но эксплуатационные расходы ниже.

• Возможность разгерметизации вакуумной камеры, вследствие ее повреждения. Случается такое очень и очень редко, производители уделяют качеству продукции должное внимание.

• При коммутации небольших токов возможны перенапряжения. Поэтому в связке с «вакуумником» должна устанавливаться соответствующая защита для оборудования.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Неприхотливые в обслуживании вакуумные выключатели рекомендуется проверять не реже 1 раза в 4 года. Но периодичность может быть иная. Все зависит от конструктивного исполнения коммутационного аппарата и регламентируется в технической документации.

Обслуживание вакуумных выключателей подразумевает проверку изоляторов на наличие трещин, сколов, загрязнения и следов разрядов.

Камера полюса герметичная, вакуум сохраняется весь срок службы устройства. Поэтому полюса не ремонтируют, а заменяют целиком.

Вдобавок проводятся различные электротехнические испытания:

• Измерение сопротивления изоляции.

• Испытание повышенным напряжением.

• Проверка механических частей.

• Замер времени срабатывания.

• Осмотр состояния контактов (метод основан на измерении сопротивления постоянному току).

После всех проведенных испытаний составляется нормативный документ, свидетельствующий о работоспособности аппарата или его непригодности к дальнейшей эксплуатации.

Рекомендации по выбору

Чтобы правильно подобрать вакуумный выключатель, следует учесть ряд показателей:

• Характеристики оборудования, для которого устанавливается аппарат.

• Номинальные значения напряжения, сопротивления и мощности.

• Величина токов отключения и динамическая стойкость.

О производителях

Сегодня вакуумные выключатели выпускают множество фирм, среди которых особо выделяются: General Electric, Siemens, ABB, группа «Таврида Электрик» и другие известные бренды.

Специалисты считают, что вакуумные выключатели — перспективная разновидность коммутационных устройств. Благодаря своим достоинствам и высоким эксплуатационным параметрам, эти аппараты наиболее приемлемы в использовании. Конструкции постоянно усовершенствуются, а характеристики улучшаются. Так, в 2007 г. появились опытные образцы, рассчитанные на функционирование в сетях напряжением 220 кВ. Но производители не останавливаются на достигнутом результате, ведутся разработки по созданию вакуумных дугогасительных камер, рассчитанных на 750 кВ.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Рамка для выключателя открытой проводки
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector